一種快速回收含鐵熔渣中金屬鐵的方法與流程
2023-05-22 11:50:51 2
本發明涉及冶金熔渣處理技術領域，具體涉及一種快速回收含鐵熔渣中金屬鐵的方法。
背景技術：
高爐渣是冶煉生鐵時從高爐中排出的主要副產品，當爐溫達到1400-1600℃時，爐料熔融，礦石中的脈石、焦炭中的灰分和助溶劑和其他不能進入生鐵中的雜質形成以矽酸鹽和鋁酸鹽為主浮在鐵水上面的熔渣。部分企業在生產過程中受生產原料條件及操作工藝所限，往往會出現渣鐵難以分離的情形，最終排放的高爐熔渣中含有較豐富的金屬鐵，如果直接將至廢棄既會嚴重影響環境問題，同時也是資源的極大浪費，針對熔渣中帶鐵的現象，目前的鐵回收工藝，主要是將熔渣冷卻後，對冷態渣進行破碎、研磨，然後再採用磁選的方式回收冷態渣中的鐵，由於冷態爐渣可磨性較差，破碎能耗極高，在資源回收的過程中，又引出了新的能源浪費問題，同時這種工藝對金屬鐵的回收率也較低。
技術實現要素：
為解決以上技術問題，本發明提供一種快速回收含鐵熔渣中金屬鐵的方法，該方法省去了目前鐵回收工藝中爐渣破碎、研磨的高耗能程序。
技術方案如下：一種快速回收含鐵熔渣中金屬鐵的方法，其關鍵在於按以下步驟進行：將含鐵熔渣旋轉粒化得到非晶爐渣顆粒和鐵珠顆粒，將所述非晶爐渣顆粒和鐵珠顆粒進行磁選分離。本技術方案利用爐渣和鐵的密度不同、表面張力不同對二者進行分離。在旋轉粒化的過程中，在離心力與空氣冷卻的作用下，含鐵熔渣被快速粒化為細小球形顆粒並凝固，由於爐渣和金屬鐵的表面張力不同，分別形成爐渣顆粒及鐵珠顆粒，由於旋轉粒化的冷卻速度較快熔渣顆粒來不及結晶呈現非晶態，進一步磁選即可徹底分離二者。此技術方案取消了傳統含鐵熔渣鐵回收工藝中的破碎、研磨工序，大大節省了回收成本，避免了二次能源浪費問題。
作為優選：上述旋轉粒化在高溫熔體旋轉粒化裝置中進行。
採用磁選分離設備進行所述磁選分離。
從所述旋轉粒化裝置排出的物料經物料輸送裝置運送至所述磁選分離設備下方進行磁選分離。利用專門的裝置進行物料輸送，有利於節省人力成本。
上述旋轉粒化裝置包括接料筒，該接料筒內設有粒化轉杯，所述接料筒的下部設有物料出口，所述粒化轉杯連接有動力裝置。通過粒化轉杯的離心力將物料甩出而粒化物料，粒化後的物料粒徑較小，無需進行破碎、研磨。
上述粒化轉杯和所述接料筒的內壁之間設有粒料冷卻裝置。粒化後的物料經冷卻後，迅速凝固成固態顆粒，顆粒彼此間不會再粘結在一起。
上述磁選分離設備包括環形的磁選滑軌，所述磁選滑軌位於所述物料輸送裝置的上方，所述磁選滑軌上設有至少一個磁選磁板，所述磁選磁板連接有驅動裝置。採用此方案通過驅動裝置驅動磁選磁板在磁選滑軌上運動，當磁選磁板位於物料輸送裝置上方時可進行磁選，當磁選磁板轉出物料輸送裝置時，可放下磁選出的非晶爐渣顆粒，反覆循環，不斷磁選分離。
有益效果：採用本發明的有益效果是利用爐渣和鐵的密度不同、表面張力不同對二者進行分離。在旋轉粒化的過程中，在離心力與空氣冷卻的作用下，含鐵熔渣被快速粒化為細小球形顆粒並凝固，由於爐渣和金屬鐵的表面張力不同，分別形成爐渣顆粒及鐵珠顆粒，由於旋轉粒化的冷卻速度較快熔渣顆粒來不及結晶呈現非晶態，進一步磁選即可徹底分離二者。此技術方案取消了傳統含鐵熔渣鐵回收工藝中的破碎、研磨工序，大大節省了回收成本，避免了二次能源浪費問題。
附圖說明
圖1為高溫熔體旋轉粒化裝置和磁選分離設備的結構示意圖；
圖2為磁選分離設備和物料輸送裝置的結構示意圖；
圖3為圖1的A-A』剖面圖。
具體實施方式
下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明。
如圖1-圖3所示，一種快速回收含鐵熔渣中金屬鐵的方法，按以下步驟進行：
步驟(1)，分別設置高溫熔體旋轉粒化裝置、磁選分離設備和物料輸送裝置9；
步驟(2)，將含鐵熔渣在高溫熔體旋轉粒化裝置中離心，旋轉粒化得到非晶態爐渣顆粒和鐵珠顆粒；
步驟(3)，採用磁選分離設備對所述非晶態爐渣顆粒和鐵珠顆粒進行磁選分離。
所述高溫熔體旋轉粒化裝置和磁選分離設備之間設有所述物料輸送裝置9，從所述高溫熔體旋轉粒化裝置排出的物料經物料輸送裝置9運送至所述磁選分離設備進行磁選分離。
所述高溫熔體旋轉粒化裝置包括接料筒1，該接料筒1內設有電機支架，該電機支架上設有電機支承臺6，該電機支承臺6上方設有粒化轉杯2，所述粒化轉杯2的中心線與所述接料筒1的筒心線重合，所述粒化轉杯2連接有動力裝置，該動力裝置為轉杯電機5，該轉杯電機5的殼體安裝在所述電機支承臺6的下表面，該轉杯電機5的輸出軸向上穿出所述電機支承臺6，所述粒化轉杯2的底面與所述轉杯電機5的輸出軸固定連接，所述粒化轉杯2的中心線與所述轉杯電機5的輸出軸軸線重合。
所述粒化轉杯2的杯壁上設有多個粒化孔3，所述接料筒1的下部設有物料出口7，所述電機支承臺6的上表面設有環形的轉杯電磁鐵4，該轉杯電磁鐵4圍繞所述轉杯電機5的輸出軸設置，所述轉杯電磁鐵4連接有電源線17，該電源線17的一端與所述轉杯電磁鐵4連接，另一端穿出所述接料筒1後連接有電源，所述電源線17上包裹有耐高溫防護套，耐高溫防護套可保護電源線17不被高溫燙壞或過早老化。
所述粒化轉杯2和所述接料筒1的內壁之間設有粒料冷卻裝置8，所述粒料冷卻裝置8為環形管，該環形管固定安裝在所述接料筒1的筒口處，該環形管沿所述接料筒1的內壁一圈設置，所述環形管上設有多個冷卻液噴灑口，所述冷卻液噴灑口朝向所述接料筒1的內壁，冷卻液噴灑口在冷卻過程中以一定的壓力不斷朝接料筒1的內壁噴出冷卻液，噴出的冷卻液裝撞擊到接料筒1的內壁上被分散為小顆粒，朝各個角度發散出去，擴大了冷卻面積。
所述物料輸送裝置9位於所述接料筒1和磁選分離設備下方，所述物料輸送裝置9為皮帶輸送機，該皮帶輸送機的兩側沿其長度方向設有擋料板10，所述物料出口7位於所述皮帶輸送機進料端的正上方，所述磁選滑軌11靠近所述皮帶輸送機的出料端。
所述磁選分離設備包括環形的磁選滑軌11，該磁選滑軌11沿所述物料輸送裝置9的長度方向設置，所述磁選滑軌11的一段軌道向下的正投影落在所述物料輸送裝置9上，所述磁選滑軌11剩餘段的軌道向下的正投影落在所述物料輸送裝置9外側，所述磁選滑軌11上設有至少一個磁選磁板12，所述磁選磁板12連接有驅動裝置。
所述驅動裝置包括位於所述磁選滑軌11上方的主動輪18和從動輪16，所述主動輪18連接有驅動電機15，所述主動輪18和從動輪16上繞設有同一個傳動皮帶13，所述磁選滑軌11與所述傳動皮帶13對應設置。
所述磁選磁板12包括磁板殼體12a，該磁板殼體12a內設有磁選電磁鐵12b，所述磁板殼體12a的外壁固定有電極固定臂12d，該電極固定臂12d上正對設有兩個電極接頭12c，兩個所述電極接頭12c分別與所述磁選電磁鐵12b的兩根電源線電連接；
在所述磁選滑軌11上設有一段通電接頭x，通電接頭x位於所述物料輸送裝置9正上方，該通電接頭x包括兩個正對設置的條形電源片x1，兩個所述條形電源片x1均沿所述磁選滑軌11的走向設置，兩個所述條形電源片x1分別連接電源的正負極，兩個所述條形電源片x1的邊緣分別向內彎折，兩個所述條形電源片x1之間形成電極連接槽，所述磁選磁板12沿所述磁選滑軌11的走向滑動時，兩個所述電極接頭12c進入所述電極連接槽，並分別與對應的條形電源片x1接觸而通，使用時，磁選磁板12的電磁鐵在轉動至物料輸送裝置9正上方後，電極接頭12c和條形電源片x1接觸而自動通電生磁，在轉出物料輸送裝置9正上方後，電極接頭12c和條形電源片x1脫離而自動斷電消磁。
所述傳動皮帶13上設有四個同步塊14，所述磁選滑軌11上分別對應設有四個滑塊，每個所述同步塊14的上部分別與所述傳動皮帶13固定連接，每個所述同步塊14的下部分別與對應的所述滑塊固定連接，每個所述同步塊14的下端面上分別連接有一個所述磁選磁板12，所述磁選磁板12沿所述物料輸送裝置9的寬度方向設置，該磁板殼體12a的外壁與所述同步塊14固定連接。
使用時，首先向所述粒化轉杯2內加入含鐵熔渣，給所述轉杯電磁鐵4通電後，熔渣中的鐵(熔融)會主動向粒化轉杯2的中下部流動聚集，通過轉杯電機5驅動粒化轉杯2旋轉利用離心力將含鐵熔渣甩出，由於渣、鐵密度、表面張力的不同，以及通過轉杯電磁鐵4對含鐵的富集後，甩出的顆粒狀物質分為非晶爐渣顆粒和無鐵顆粒，非晶爐渣顆粒中鐵的純度較高，甩出的非晶爐渣顆粒和無鐵顆粒通過粒料冷卻裝置8被迅速冷卻，彼此間不會再黏連在一起，二者統一通過物料出口7落入物料輸送裝置9，進而被運送到磁選分離設備下方，磁選分離設備運轉時，所述磁選滑軌11與所述皮帶輸送機相向運動，這樣被篩選後僅留有無鐵顆粒不斷從物料輸送裝置9的出料端排出，被磁選磁板12選中的非晶爐渣顆粒轉出物料輸送裝置9後，磁選磁板12斷電從而將非晶爐渣顆粒放下，然後待磁選磁板12轉入物料輸送裝置9上方後再次給磁選磁板12通電進行下一輪磁選。
最後需要說明的是，上述描述僅僅為本發明的優選實施例，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不違背本發明宗旨及權利要求的前提下，可以做出多種類似的表示，這樣的變換均落入本發明的保護範圍之內。